納米管-納米粒子雜化海藻酸凝膠固定化醇脫氫酶.pdf

1、海藻酸(ALG)鈣凝膠具有生物相容性好、價(jià)格低廉、材料易得、制各簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),已成為使用最為廣泛的酶固定化載體之一.但其突出缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)松散、孔徑大,酶泄漏嚴(yán)重,且易發(fā)生溶脹.這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了海藻酸凝膠固定化酶的使用壽命和進(jìn)一步的應(yīng)用. 為克服上述缺點(diǎn),本研究根據(jù)酶固定化載體設(shè)計(jì)中"親疏平衡"和"剛?cè)嵯酀?jì)"的思想,在海藻酸凝膠中添加不同親疏水性、結(jié)構(gòu)形態(tài)的納米管(碳納米管,CNTs；二氧化硅納米管,SiNTs)和納米粒子(二氧化硅

2、膠體,SG；石墨)制備出新型的無(wú)機(jī).有機(jī)雜化凝膠:海藻酸一碳納米管雜化凝膠(ALG-CNTS gel),海藻酸一二氧化硅納米管雜化凝膠(ALG-SiNTs gel),海藻酸.硅膠顆粒雜化凝膠(ALG-SG gel)和海藻酸.石墨雜化凝膠(ALG-graphite gel),并通過(guò)SEM,EDX,FTIR、SEM,DMA和BET等多種表征手段對(duì)空白及雜化海藻酸凝膠的結(jié)構(gòu)形態(tài)、物化性質(zhì)進(jìn)行了研究.并通過(guò)非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散模型研究底物NADH在空白及

3、雜化海藻酸凝膠的擴(kuò)散行為.研究結(jié)果表明,雜化后,凝膠的機(jī)械強(qiáng)度顯著增強(qiáng),底物在凝膠中的有效擴(kuò)散系數(shù)也大大提高. 首先采用先吸附、后包埋的方法將模型蛋白(牛血清白蛋白,BSA)包埋于空白及雜化海藻酸凝膠中,通過(guò)對(duì)各種凝膠在固定化過(guò)程中BSA泄漏率的研究發(fā)現(xiàn),由于雜化介質(zhì)對(duì)BSA分子和水分子的吸附,雜化海藻酸凝膠中的BSA泄漏率顯著下降,且凝膠中BSA泄漏率從高到低依次為:ALG>ALG-graphite>ALG-SG>ALG-CN

4、Ts>ALG-SiNTs. 采用篩選出的ALG-SiNTs和ALG-SG雜化海藻酸凝膠進(jìn)一步包埋酵母醇脫氫酶,并對(duì)空白及雜化海藻酸凝膠中酶泄漏率、酶促反應(yīng)最適溫度和pH值、酶催化活性、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、循環(huán)使用和儲(chǔ)存穩(wěn)定性進(jìn)行了研究.研究結(jié)果顯示,與空白海藻酸凝膠相比,ALG-SiNTs雜化凝膠中的酶泄漏率降低了50﹪.此外,ALG-SiNTs雜化凝膠固定化酶與底物的親和力、酶活保持率、貯存和循環(huán)使用穩(wěn)定性均顯著高于空白海藻酸凝膠和A